JP6782203B2 - 発熱量推定方法、発熱量推定装置、及びごみ貯蔵設備 - Google Patents
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Description
A1)焼却炉に供給されるごみを貯蔵するピット内のごみの撮像画像を所定の複数のセルに分割し、前記セルの各々について前記撮像画像の輝度値ヒストグラムを作成し、
A2)前記輝度値ヒストグラムに基づいて所定の分類基準によって前記セルの各々を複数のラベルに分類し、
A3)前記複数のラベルのうち或るラベルに、そのラベルに分類された前記セルのごみを前記焼却炉で焼却したときの発熱量を直接的又は間接的に表す発熱量評価値を与え、
A1)〜A3)を繰り返して得られた前記発熱量評価値が与えられたラベル群を前記発熱量評価値に基づいて所定の数のクラスタにクラスタ分析し、
前記クラスタ分析の結果から、前記クラスタの各々について前記ラベルごとの出現率を任意の補正値により数値化した重みを求め、
以上を繰り返して得られる前記重みの累計値を期待値と規定し、前記複数のラベルのうち任意のラベルについて前記クラスタの前記期待値をそれぞれ求め、前記期待値が最も高い前記クラスタの前記発熱量評価値に基づいて前記任意のラベルに分類される前記セルのごみの発熱量を推算することを特徴としている。
B1)焼却炉に供給されるごみを貯蔵するピット内のごみの撮像画像を取得し、
B2)前記撮像画像を所定の複数のセルに分割し、前記セルの各々について前記撮像画像の輝度値ヒストグラムを作成し、
B3)前記輝度値ヒストグラムに基づいて所定の分類基準によって前記セルの各々を複数のラベルに分類し、
B4)前記セルのうち或るセルについて、そのセルのごみを前記焼却炉で焼却したときの発熱量を直接的又は間接的に表す発熱量評価値を取得し、
B4)前記複数のラベルのうち前記或るセルが分類されたラベルに取得した前記発熱量評価値を与え、
B1)〜B5)を繰り返して得られた前記発熱量評価値が与えられたラベル群を前記発熱量評価値に基づいて所定の数のクラスタにクラスタ分析し、
前記クラスタ分析の結果から、前記クラスタの各々について前記ラベルごとの出現率を任意の補正値により数値化した重みを求め、
以上を繰り返して得られる前記重みの累計値を期待値と規定し、前記複数のラベルのうち任意のラベルについて前記クラスタの前記期待値をそれぞれ求め、前記期待値が最も高い前記クラスタの前記発熱量評価値に基づいて前記任意のラベルに分類される前記セルのごみの発熱量を推算することを特徴としている。
焼却炉に供給されるごみを貯蔵するピットと、
前記ピットのごみを前記焼却炉へ搬送する搬送装置と、
前記ピット内のごみを撮像するカメラと、
前記カメラの撮像画像を利用して前記ピット内のごみの発熱量を推算する前記発熱量推定装置とを備えることを特徴としている。
ごみ貯蔵設備3は、焼却炉1に隣設されて、焼却炉1で処理されるごみを一時的に貯蔵するピット60が設けられている。ピット60の上方には、ピット60内のごみを焼却炉1へ投入するクレーン6が設けられている。クレーン6は、ピット60のごみを焼却炉1へ搬送する搬送装置の一例である。クレーン6は、走行レール61、走行レール61上を走行するガーダ62、ガーダ62を横行するトロリ63、トロリ63にワイヤロープを介して昇降可能に支持されたバケット64、及び、クレーン6の動作を制御するクレーン駆動装置65を備えている。バケット64は、ガーダ62の走行、トロリ63の横行、及びワイヤロープの巻き上げ・巻き下げの組み合わせにより、ピット60上の任意の位置へ移動することができる。なお、クレーン6は、上記構成に限定されず、公知の構成のクレーン6を採用することができる。
焼却炉1は、ストーカ式焼却炉である。但し、焼却炉1はストーカ式焼却炉に限定されず、公知のごみ焼却炉が採用されてよい。
焼却炉1の二次燃焼室19の出口はボイラ2と接続されており、焼却炉1の燃焼排ガスはボイラ2に流入する。二次燃焼室19の出口又は放射室20の入口近傍には、焼却炉1の燃焼排ガスの温度を検出する温度センサ38が設けられている。ボイラ2には、放射室20(第1煙道)、第2煙道21及び第3煙道22からなる一連の燃焼排ガスの流路が設けられている。
続いて、ごみ貯蔵設備3のピット60に堆積しているごみ(以下、「堆積ごみ」と称する)の発熱量を推定する方法及び装置について説明する。
(1)(k−1+α)個のラベルL群をk個のクラスタに割り振る。各クラスタの範囲は、発熱量評価値(又は発熱量)に基づいている。
(2)各クラスタにおいて、クラスタに割り当てられたラベルLの発熱量評価値の平均値を求めて、それをクラスタの中心Vj(j=1・・・k)とする。
(3)各ラベルLの発熱量評価値xと各中心Vjとの距離(例えば、ユークリッド距離)を求め、その距離の最も小さいクラスタにラベルLを割り当て直す。
(4)クラスタを割り当て直したときに、クラスタの割り当てが変化しなかった場合或いは変化量が所定の閾値を下回った場合に、収束したと判断して処理を終了し、余の場合は、新しく割り振られたクラスタで上記(2)と(3)を繰り返す。
(1)クラスタごとに各ラベルLi(i=1・・・n)の占める割合P(p,Li)を算出する。
P(p,Li)=[クラスタpのラベルLiの数/クラスタpのデータ数]
(2)ラベルLiごとに各クラスタに占める割合P’(p,Li)を算出する。
P’(p,Li)=[クラスタpのラベルLiの数/全クラスタのラベルLiのデータ数]
(3)P’(p,Li)に基づいて、各クラスタに対し任意の補正値Sを決定する。補正値Sは、例えば、季節変動値などである。例えば、ラベルLiの第1クラスタIに占める割合がP’(I,Li)=0.6、ラベルLiの第2クラスタIIに占める割合がP’(II,Li)=0.3、ラベルLiの第3クラスタIIIに占める割合がP’(III,Li)=0.1の場合に、第1クラスタIの補正値をS=1、第2クラスタIIの補正値をS=0、第3クラスタIIIの補正値をS=−1と設定してよい。
(4)クラスタp且つラベルLiの重みv(p,Li)を算出する。重みv(p,Li)は、各クラスタpのラベルLiごとの出現率を補正値Sにより数値化したものである。
v(p,Li)=P(p,Li)×K+S
なお、上記においてKはカウンタを表す。カウンタKは、例えば、1000回のクラスタ分析結果が得られるごとに+1とすることができる。
W(α)=W(α−1)+v(α,p,Li)
図9は、ごみ発熱量マップを用いて均質化されたごみの投入を実現する方法を説明する図である。図9に示すように、ピット60の各セルのごみを、投入ホッパ12及びシュート13内のごみが均質化されるような順番で、投入ホッパ12へ投入することができる。
図10は、ごみ発熱量マップを用いてピット内の堆積ごみの均質化を実現する方法を説明する図である。図10に示すように、ピット60のごみ発熱量マップを用いて、ピット60内の堆積ごみを撹拌して、ごみ質(特に発熱量)の均質化を図ることができる。
A1)焼却炉1に供給されるごみを貯蔵するピット60内のごみの撮像画像を所定の複数のセルに分割し、セルの各々について撮像画像の輝度値ヒストグラムを作成し、
A2)輝度値ヒストグラムに基づいてセルの各々を所定の分類基準によって複数のラベルに分類し、
A3)複数のラベルのうち或るラベルに、そのラベルに分類されたセルのごみを焼却炉で焼却したときの発熱量を直接的又は間接的に表す発熱量評価値を与え、
A4)以上のA1)〜A3)を繰り返して得られた、発熱量評価値が与えられたラベル群を発熱量評価値に基づいて所定の数のクラスタにクラスタ分析し、
A5)クラスタ分析の結果から、クラスタの各々についてラベルごとの出現率を任意の補正値により数値化した重みを求め、
A6)以上のA1)〜A5)を繰り返して得られる重みの累計値を期待値とし、複数のラベルのうち任意のラベルについてクラスタの期待値をそれぞれ求め、期待値が最も高いクラスタの発熱量評価値に基づいて任意のラベルに分類されるセルのごみの発熱量を推算する。なお、上記のA4)において、発熱量評価値が与えられたラベル群は、望ましくは、それまでに処理に使用してきた全てのラベルであって、そのラベルの数は処理回数に伴って増加する。
B1)焼却炉1に供給されるごみを貯蔵するピット60内のごみの撮像画像を取得し、
B2)撮像画像を所定の複数のセルに分割し、セルの各々について撮像画像の輝度値ヒストグラムを作成し、
B3)輝度値ヒストグラムに基づいてセルの各々を所定の分類基準によって複数のラベルに分類し、
B4)セルのうち或るセルについて、そのセルのごみを焼却炉で焼却したときの発熱量を直接的又は間接的に表す発熱量評価値を取得し、
B5)複数のラベルのうち前記或るセルが分類されたラベルに取得した発熱量評価値を与え、
B6)以上のB1)〜B5)を繰り返して得られた、発熱量評価値が与えられたラベル群を発熱量評価値に基づいて所定の数のクラスタにクラスタ分析し、
B7)クラスタ分析の結果から、クラスタの各々についてラベルごとの出現率を任意の補正値により数値化した重みを求めるように構成されている。
更に、発熱量推定装置7は、以上を繰り返して得られる重みの累計値を期待値と規定し、複数のラベルのうち任意のラベルについてクラスタの期待値をそれぞれ求め、期待値が最も高いクラスタの発熱量評価値に基づいて任意のラベルに分類されるセルのごみの発熱量を推算するように構成されている。なお、発熱量推定装置7の以上の各処理は、発熱量演算部71によって行われる。
2 :ボイラ
3 :ごみ貯蔵設備
6 :クレーン
7 :発熱量推定装置
10 :燃焼制御装置
12 :投入ホッパ
13 :シュート
14 :主燃焼室
15 :ストーカ
18 :排出シュート
19 :二次燃焼室
20 :放射室
21 :第2煙道
22 :第3煙道
23 :水管
24 :ボイラドラム
25 :過熱器
27 :過熱管
28 :排気路
29 :排気口
38 :温度センサ
39 :蒸気流量計
41 :フィーダ
42 :ストーカ駆動装置
43 :流量調整装置
44 :流量調整装置
60 :ピット
61 :走行レール
62 :ガーダ
63 :トロリ
64 :バケット
65 :クレーン駆動装置
66 :カメラ
71 :発熱量演算部
72 :クレーン制御部
81 :バグフィルタ
82 :誘引式送風機
83 :煙突
84 :蒸気タービン
85 :発電機
100 :焼却プラント
Claims (8)
- A1)焼却炉に供給されるごみを貯蔵するピット内のごみの撮像画像を所定の複数のセルに分割し、前記セルの各々について前記撮像画像の輝度値ヒストグラムを作成し、
A2)前記輝度値ヒストグラムに基づいて前記セルの各々を所定の分類基準によって複数のラベルに分類し、
A3)前記複数のラベルのうち或るラベルに、そのラベルに分類された前記セルのごみを前記焼却炉で焼却したときの発熱量を直接的又は間接的に表す発熱量評価値を与え、
A1)〜A3)を繰り返して得られた前記発熱量評価値が与えられたラベル群を前記発熱量評価値に基づいて所定の数のクラスタにクラスタ分析し、
前記クラスタ分析の結果から、前記クラスタの各々について前記ラベルごとの出現率を任意の補正値により数値化した重みを求め、
以上を繰り返して得られる前記重みの累計値を期待値と規定し、前記複数のラベルのうち任意のラベルについて前記クラスタの前記期待値をそれぞれ求め、前記期待値が最も高い前記クラスタの前記発熱量評価値に基づいて前記任意のラベルに分類される前記セルのごみの発熱量を推算する、
発熱量推定方法。 - 前記発熱量評価値が、前記焼却炉のプロセスデータである、
請求項1に記載の発熱量推定方法。 - B1)焼却炉に供給されるごみを貯蔵するピット内のごみの撮像画像を取得し、
B2)前記撮像画像を所定の複数のセルに分割し、前記セルの各々について前記撮像画像の輝度値ヒストグラムを作成し、
B3)前記輝度値ヒストグラムに基づいて前記セルの各々を所定の分類基準によって複数のラベルに分類し、
B4)前記セルのうち或るセルについて、そのセルのごみを前記焼却炉で焼却したときの発熱量を直接的又は間接的に表す発熱量評価値を取得し、
B5)前記複数のラベルのうち前記或るセルが分類されたラベルに取得した前記発熱量評価値を与え、
B1)〜B5)を繰り返して得られた前記発熱量評価値が与えられたラベル群を前記発熱量評価値に基づいて所定の数のクラスタにクラスタ分析し、
前記クラスタ分析の結果から、前記クラスタの各々について前記ラベルごとの出現率を任意の補正値により数値化した重みを求め、
以上を繰り返して得られる前記重みの累計値を期待値と規定し、前記複数のラベルのうち任意のラベルについて前記クラスタの前記期待値をそれぞれ求め、前記期待値が最も高い前記クラスタの前記発熱量評価値に基づいて前記任意のラベルに分類される前記セルのごみの発熱量を推算する、
発熱量推定装置。 - 前記発熱量評価値が、前記焼却炉のプロセスデータである、請求項3に記載の発熱量推定装置。
- 焼却炉に供給されるごみを貯蔵するピットと、
前記ピットのごみを前記焼却炉へ搬送する搬送装置と、
前記ピット内のごみを撮像するカメラと、
前記カメラの撮像画像を利用して前記ピット内のごみの発熱量を推算する、請求項3又は4に記載の発熱量推定装置とを備える、
ごみ貯蔵設備。 - 前記発熱量推定装置が、前記焼却炉の運転を制御する制御装置から前記発熱量評価値を取得できるように、前記制御装置と通信可能に接続されている、
請求項5に記載のごみ貯蔵設備。 - 前記発熱量推定装置は、推算したごみの発熱量を利用して前記ピット内のごみ発熱量マップを作成し、前記焼却炉の燃焼室までの投入経路にあるごみの発熱量が均一化されるように、前記ごみ発熱量マップに基づいて次に前記焼却炉に投入されるごみを貯えた前記セルを選択し、
前記搬送装置は、選択された前記セルと対応する前記ピットのごみを前記焼却炉に投入するように動作する、
請求項5又は6に記載のごみ貯蔵設備。 - 前記発熱量推定装置は、推算したごみの発熱量を利用して前記ピット内のごみ発熱量マップを作成し、前記ごみ発熱量マップに基づいて、周囲よりもごみの発熱量の高い第1のセルと、周囲よりもごみの発熱量の低い第2のセルとを特定し、
前記搬送装置は、前記第1のセルと対応する前記ピットのごみを、前記第2のセルと対応する前記ピットの位置に移動させるように動作する、
請求項5又は6に記載のごみ貯蔵設備。
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